Контрольные вопросы.

- Какие трубопроводы называются напорными?

- По каким признакам классифицируют трубопроводы?

- Какие три типа задач встречаются при расчёте трубопроводов?

- Что представляет из себя характеристика напорного трубопровода?

- На каких уравнениях гидродинамики основан расчёт напорных трубопроводов?

- В чём заключается расчёт всасывающего трубопровода насосной установки?

- Какой напор (давление) называется инерционным?

- Поясните сущность гидравлического удара в напорных трубопроводах.

- Чем отличается непрямой гидравлический удар от прямого?

- Как предупредить и локализовать гидравлический удар?

- Приведите вывод формул скорости и расхода в сжатом сечении струи, вытекающий через малое отверстие в тонкой стенке резервуара.

- Что называется насадками и как они классифицируются?

- Что называется пропускной способность гидравлического аппарата и по какой формуле она определяется?

- Как рассчитать время опорожнения резервуара?

1.6 Одномерные потоки газа (некоторые сведения из прикладной динамики) Изучаемые вопросы:

Параметры состояния газа. Установившееся изотермическое движение в трубопроводах.

Адиабатное истечение газа через отверстие в резервуаре. Число Маха.

Истечение газа при политропном процессе в трубопровод.

В движущемся газе переменными являются четыре параметра: плотность, давление, скорость и температура. Для определения их необходимо иметь четыре уравнения. Два уравнения – это уравнения неразрывности и Бернулли, два других выводят из законов термодинамического равновесие потока.

С точки зрения термодинамики состояние газа определяется тремя параметрами: давлением, плотностью и температурой, которые связаны между собой уравнением состояния. Для так называемого совершенного (идеального) газа это уравнение Менделеева – Клапейрона.

Изотермическое течение образуется в длинных трубопроводах при условии теплового равновесия с окружающей средой. В таких потоках следует учитывать вязкость газа, поэтому уравнение Бернулли становится неприемлемым, а расчет производиться исходя из уравнения количества движения, в котором сила веса не учитывается. Потери давления по длине определяются по формулам гидравлики.

Изучая адиабатное ( изоэнтропное) истечение газа из резервуара необходимо знать вывод формулы Сен-Венана Вантуеля для величины массового расхода газа G :

(3.1)

Где - площадь отверстия; р, Ро – давление газа в сечении отверстия и в резервуаре соответственно; k- показатель изоэнтропы (для воздуха k=1.40): - плотность газа.

Так как при =1 и при =0 массовый расход газа равен 0, то G имеет максимум при некотором значении = = . Назовем величину критическим отношением давлений. Скорость истечения при критическом давлении называется критической, величина которой равна:

Эта скорость равна скорости звука в газе a-скорость распространения возмущений в упругой среде, формула которой приводится в курсе физики:

(3.3)

Расход G при критической скорости определяется из уравнения (3.1), в котором отношение обозначено . Для определения k берем производную от G по и приравниваем её к нулю. Получим:

(3.4)